磁悬浮电主轴机械部分设计(含CAD图纸源文件)
磁悬浮电主轴设计,第一章 磁悬浮原理及其特点,磁悬浮技术是利用电磁力将物体无机械接触地悬浮起来,该装置由传感器、控制器、电磁铁和功率放大器等部分组成。根据在磁悬浮系统中实现稳定悬浮的电磁力的状态(是静态的还是动态的),可将磁悬浮系统划分为无源(被动)和有源(可控)两种悬浮系统。,磁悬浮技术应用状况,磁悬浮轴承 磁悬浮轴承与磁悬浮列车是目前国内外研究较多的两类磁悬浮技术产品;而在国外,目前磁悬浮轴承已经开始进入工业应用阶段。,磁悬浮列车,对于磁悬浮列车的研究由来已久,其依靠电磁吸力或电磁斥力将列车悬浮于空中并进行导向,实现列车与地面轨道间的无机械接触。按悬浮方式,磁悬浮列车可被分为常导磁吸型和超导排斥型两类。 目前,在世界磁悬浮列车技术领域中,日本和德国占据领先地位。我国磁悬浮列车研究始于20世纪80 年代,虽然起步晚,但发展很快。上海的磁悬浮列车项目是世界上第一条投入商业化运营的高速磁浮线路,并于2002 年12 月31 日成功实现了单线通车试运行,磁悬浮工作台,随着对加工和测量装备精度要求的不断提高,有关长行程、超精密运动控制的研究引起了人们越来越多的兴趣。已有研究表明,影响长行程、超精密运动控制精度的最主要因素是摩擦力非线性。而磁悬浮正是一种实现长行程、超精密运动控制的较为理想的方式。磁悬浮工作台的关键技术之一是电磁铁的结构和参数。由于只能使用电磁铁的吸引力,因此在工作台的上方必须有电磁铁以平衡重力。,磁悬浮隔振器,由于磁悬浮隔振器的磁场力大小与两个极板之间的距离呈非线性关系,从而使得磁悬浮隔振具有良好的非线性隔振性能。中国科学院力学研究所的崔瑞意、申仲翰等人研制了一种磁悬浮隔振装置。该隔振装置的外观大致呈圆柱形,圆柱的中心部分装有磁性材料,上、下两端可分别与振体和基础相联接。在设计过程中,应考虑摩擦、运动轨迹的约及稳定性等诸方面的因素。,第二章 磁悬浮系统介绍,磁悬浮系统的基本结构,磁悬浮系统的工作原理,磁悬浮系统是利用电磁力来控制刚体悬浮的空间位置。其工作原理是控制电磁铁绕组的电流,产生与刚体重量等价的电磁力,使得刚体稳定悬浮在平衡位置。由于电磁力与悬浮气隙间存在非线性反比关系,这种平衡并不稳定,一旦受到外界干扰(如电压脉动或者风),刚体就会掉下来或被吸上去,因此必须实行闭环控制。,第三章 磁悬浮主轴部分设计,磁悬浮轴承机械系统的设计 电磁铁的设计 初始参数的选择 磁悬浮轴承动力学模型的建立,图3是本文所研究的主动磁悬浮轴承的总体结构简图。为了进一步减少涡流损耗,在轴径处,转子也采用叠片结构,叠片材料为软磁材料。推力盘采用铁磁材料,在旋转时,推力盘各部分都是同极性地进行励磁,涡流损失小,没有必要采用采用叠片结构,通常采用整体结构。,单自由度转子的数学模型,第四章 磁悬浮AMBS,MBS(Active Magnetic Bearing System)是非常复杂的机械电力及磁力系统。轴通过轴承上的励磁电流调节的电磁力达到控制其悬浮及旋转,可实现无接触式超高速旋转,在当代测量、热核、宇航、超低温及其他现代技术应用的仪表制造业和机械制造业领域获得了广阔的发展和应用空间,图 1 磁悬浮转子系统,磁悬浮转子力学坐标系,AMBS鲁棒控制器闭环转轴轴心运动偏移x1-y1轨迹仿真(p=4000rad/s),AMBS标称对象闭环特性,
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